Undertryck på ovansidan av vinge

Diskussion i 'Flygutbildning' startad av Fakkah, 30 Juli 2007.

  1. Fakkah

    Fakkah Ny medlem

    Hej allihop!

    Läste precis igenom Charlie's artikel. "Hur kan flygplan flyga", och det var faktist en punkt jag absolut inte begrep.

    "2 Luften accelerar på ovansidan av vingen och ett lägre statiskt tryck uppstår, lyftkraft."

    Jag har svårt att förstå hur ett tryck på OVANSIDAN av vingen, kan ge LYFTKRAFT till flygplanet. :unsure

    Jag ska försöka berätta hur jag tänker.

    Att gå med ett paraply i handen en blåsig dag. Luta paraplyt mot vinden (vilket för mig är ett tryck på ovansidan), gör att paraplyet trycks emot dig och vill sjunka till marken.
    Däremot, vänder man paraplyet åt andra hållet fångas vinden upp och paraplyet får (i mina ögon) lyftkraft.

    Jag förmodar att detta har någonting att göra med vingens form, och/eller missförståelse av begrepp. Så jag skulle uppskatta en klargörelse! :)



    Aerodynamik är ett otroligt intressant ämne och längtar extremt mycket till vi halkar in på ämnet på min PPL.. Ni anar inte : )


    Hälsningar
    Andreas
     
  2. K.A.J

    K.A.J Ny medlem

    Det beror på hur Du lutar paraplyn. Den har ju också välvd form och fungerar ungeför som en vinge och ger lyftkraft vid "rätt anfallsvinkel". Pröva får Du se!

    Mvh K.A.J
     
  3. DanielW

    DanielW Medlem

    Nja, är det inte mer att det är ett undertryck på ovansidan och ett mindre undertryck på undersidan.. De lärda har tvistat länge om varför ett flygplan flyger, de har inte kommit till en enad förklaring ännu.
     
  4. allan.emren

    allan.emren Medlem

    Daniel, du har alldeles rätt. Trycket på vingens ovansida är lägre än i den omgivande luften, men det är fortfarande större än noll och riktat i huvudsak nedåt. Alltså en nedåtriktad kraft. Men på vingens undersida råder ett tryck som är större än i den omgivande luften. Nettoresultatet är att det blir en uppåtriktad kraft.

    (Även inuti vingen, om den är ihålig, är trycket högre än på ovansidan, så man har faktiskt en nettokraft riktad uppåt på själva vingytan.)

    Det här står står inte på något sätt i konflikt med det faktum att all lyftkraft bildas genom att luft accelereras nedåt när vingen passerar.
     
  5. DanielW

    DanielW Medlem

    Detta är faktiskt rätt intressant.
    Det är ju just det här som man inte riktigt har enats om.

    Läser man i PPL boken säger väl den(om jag kommer ihåg rätt) att det är minus på ovansidan och + på ovansidan precis som du säger. Sedan kommer det något dravel om att en luftpartikel ”delas” på framsidan om möts på baksidan, men att den under tiden har uppnått 2 olika hastigheter. Läser man sedan oxfords aerodynamik så säger dom inte rakt ut huruvida det är ett övertyck eller ett MINDRE undertryck på undersidan än på ovansidan.

    Detta kan man fördjupa sig mer i, men så länge man inte ska bygga nya flygplan fungerar båda teorierna för att skapa sin egna mentala bild.
     
  6. matli

    matli Medlem

    Suck. Nu skrev jag en hyfsat seriös text om den här kontroversen kring lyftkraft och förenklade förklaringsmodeller. Men när jag postade det så möttes jag av texten "Du är inte inloggad". Mutter. Nu orkar jag inte skriva samma sak igen.

    Men jag pekade åtminstone på http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/lift1.html som ger en hyfsat pedagogisk och bra förklaring av lyftkraft och reder ut vad som är fel med de olika förenklade förklaringsmodellerna som finns. (Börja på den länkade sidan och följ "Theories of lift"-spåret.)

    En annan länk jag hade liggande är http://www.av8n.com/how/htm/airfoils.html som jag har för mig ger en ganska utförlig förklaring och diskussion.
     
  7. DanielW

    DanielW Medlem

    Den andra länken var mycket givande, får läsa färdigt när jag kommer hem.
     
  8. Fakkah

    Fakkah Ny medlem

    Väcker tråden igen då vi halkade in på aerodynamiken idag..

    Om och om igen tas det klassiska venturiröret upp, i hopp om att detta skulle underlätta för läsaren att förstå fartökningen vid en vinge..

    Men har en fundering.

    Det statiska trycket som i venturirör-resonemanget trycker mot kanterna, skulle det trycket i.s.f sitta innuti vingen?

    Eller är det de statiska trycket som trycker ut mot den "stillastående" luften?

    Och "flaskhalsen", skulle den föreställa vingen?

    Aerodynamik.. ojoj, om det endå vore lika enkelt som intressant ;)
     
  9. Staffan

    Staffan Aktiv medlem

    Oj va bra det är med folk som ställer frågor på det här viset, så en annan tvingas tänka till.... :tup

    Lägg venturiröret framför dig. När luften strömmar igenom röret får du ett minskat statiskt tryck mot inneväggarna (dvs kraften som trycker mot väggarna minskar), ok? Ta nu och halvera röret på längden och ta bort den övre halvan. Då har du ungefär den övre delan av en vinge i profil....

    Du har rätt i att du får ett högre tryck innuti vingen är utanför, pga du behåller det statiska trycket innuti eftersom luften där står still. Men grejen som gör att vingen funkar är att luften går snabbare över ovansidan än undersidan av vingen. Du får minskning av det statiska trycket både över och under, men minskningen blir större på ovansidan. Därav kan man säga att du får "undertryck" på ovansidan...

    Anledningen till att man ofta jämför vingar med veturirör är att man i båda fallen tvingar den strömmande luften att acclerera över en yta.

    Frågor på detta? ;)

    Var det svar på frågan förresten?? Någon annan som kanske tycker jag far med osanning...?
     
  10. DanielW

    DanielW Medlem

    Maltis´s andra länk samt detta http://en.wikipedia.org/wiki/Coanda_effect fann jag intressant. För PPL kanske det inte är direkt nödvändigt att kunna ekvationerna.


    ""Anledningen till att man ofta jämför vingar med veturirör är att man i båda fallen tvingar den strömmande luften att acclerera över en yta."" Spot on..
     
  11. Fredde

    Fredde Ny medlem

    Hallåj! Har inte hunnit med att göra några inlägg här än, men nu är ni ju inne på mitt område och diskuterar så då får jag hoppa ut ur anonymitetens dunkel. :)

    I motsats till vad många försöker slå i er så är experterna helt eniga om vad som får ett flygplan att flyga. Det är bland diverse textboksförfattare på lekmannanivå som missuppfattningarna fortfarande härjar fritt, ofta som godhjärtade försök att med grund i en otillräcklig egen förståelse skapa förenklade förklaringsmodeller.

    För det första: Glöm allt om venturi. Ett venturirör har snudd på ingenting gemensamt med en vinge, vare sig den är halverad eller intakt. Helt andra förutsättningar, helt annat fenomen.

    Definition: Övertryck definieras som ett högre statiskt tryck än det i den omgivande atmosfärer rådande. Undertryck definieras som ett lägre statiskt tryck än det i den omgivande atmosfären.

    På ovansidan av en vinge som genererar lyftkraft råder ett undertryck. På undersidan av en vinge råder i allmänhet också ett undertryck. Dock är det mer undertryck ovanpå vingen än under vingen varför nettokraften på vingen ändå är positiv, d v s uppåtriktad. Vingens undersida sugs neråt, men vingens undersida sugs uppåt med större kraft, precis som Staffan skrev.

    Det krävs riktigt höga anfallsvinklar för att det skall bli övertryck relativt atmosfären över en större del av vingens undersida. Det enda område där det i normalfallet råder övertryck är precis kring den linje på vingens framkant där luften delas mellan att gå över och under vingen, den s k stagnationspunkten. Denna flyttas neråt/bakåt med ökande anfallsvinkel. Det är f ö denna förflyttning av stagnationspunkter som utnyttajs för att driva stallvarnaren i de flesta småflygplan som saknar alfagivare.

    Två luftpartiklar som skiljs åt i stagnationspunkten kommer normalt inte att mötas igen vid vingens bakkant. Partikeln som går över vingen kommer att komma till bakkanten före sin kollega.

    ”See How It Flies” som matli länkade till är en helt lysande onlinebok. Överallt där böcker som pratar om olika långa färdvägar, venturirör o s v används borde dessa brännas på bål och ersättas med en utskrift av den boken. Den innehåller dessutom en massa matnyttiga saker för piloter i alla slags flygetyg inom många andra områden och borde nästan vara obligatorisk läsning för alla som vill ge sig upp i lufthavet.

    Ignorera helt lufttrycket inuti vingen. Det spelar bara roll om du vill räkna på hur många nitar du behöver för att få skinnet att sitta fast i spanten. Aerodynamiskt, på den nivå en pilot behöver, är det bäst att föreställa sig vingen som massiv. Trycket i vingen påverkar nämligen skinnet på bägge sidorna av vingen med precis lika stor kraft och kan därför ignoreras.

    Skall jag förklara lyftkraft för någon på fem minuter brukar jag förklara det som att man böjer av luftströmmen neråt då den passerar vingen. Luft påverkas precis som allting annat av centrifugalkraften och trycks alltså utåt i svängen, d v s uppåt. När luften går utåt skapas ett undertryck i svängens innerkant som vi använder för att alstra lyftkraft. Svängens innerradie blir vingens krökta ovansida.

    Det är en väldigt grov förenkling, men den fungerar och är bra mycket mer korrekt än babbel om venturirör eller olika långa geometriska färdvägar. Man kan sedan lätt bygga på med accelerationer till följd av tryckgradienter och annat som gör att man på ett korrekt sätt kan förstå många av de olika fenomen som uppträder kring en vinge i olika flyglägen.

    Håller du f ö paraplyet med kryckan helt lodrät kommer det att försöka lyfta. ;)

    Och vad gör den här tråden under meteorologi... ?

    Mvh,
    /Fredrik
     
  12. mjukis

    mjukis Ny medlem

    Först och främst tack för ett jättetrevligt inlägg! Åter igen har du bevisat min tes om att segelflygpiloter borde vara lärare på alla våra flygskolor här i Kalifornien ;)

    Dock vill jag nog inte lägga mig för att alla experter är på samma spår här. Som stort och högst frustrerande exempel kan jag nämna att FAA och NASA har varit varandra i håret i många år nu på den här frågan. FAAs experter (och därmed även FAAs textböcker och skriftliga prov) håller envist fast vid sin ståndpunkt att Bernoullis princip (som är baserad på försök i just rör) om relativt lufttryck (och implicit därmed Coandaeffekten, trots att de själva inte nämner den i sina texter) är den primära givaren av lyftkraft. Den nedåtriktade luftströmmen bakom vingen ses som en bisak som inte bidrar nämnvärt. NASAs experter går dock rakt emot det här och säger att lufttrycksförändringarna endast är små bidragande faktorer till skapandet av lyftkraft.

    När jag kommer hem från jobbet idag ska jag plocka fram US Navy's bok på ämnet och se vems läger de ligger hos... :S
     
  13. Fredrik

    Fredrik Moderator Flygfyren Operations

    Bra fråga!

    Tråden flyttas till forumsektionen flygutbildning.

    Mvh,
    Fredrik
    Moderator
     
  14. Fakkah

    Fakkah Ny medlem

    Mycket intressant läsning och väldigt förenklat & pedagogiskt skrivet, både Staffan & Fredde! Tackar..

    Kanske ni två ska gå ihop och skriva en ny aerodynamisk bok till KSAB? Tycker en del av böckerna i vissa delar är helt obegripliga. Skriver ord som man inte har den blekaste aningen om va de betyder osv..

    Men nu fick jag det klargjort iaf! *lättnad*

    Och varför tråden låg på meterologi vet jag faktist inte :)
    Antog väl att "Aerodynamik" hade med Meterologi att göra!
     
  15. Fredde

    Fredde Ny medlem

    mjukis,
    redan 1965, då min utgåva trycktes, härledde de lyftkraften till cirkulation.

    Alla andra,
    mjukis är en klok man och pratar (tar jag för givet) om boken 'Aerodynamics for Naval Aviators'. Skall man skaffa en enda bok i flyglära är det förmodligen den man skall ha. Helt suverän. Amerikanska flottan har en lång och stolt historia av att knyta till sig några av de skarpaste i branschen.

    Cirkulation är ett annat sätt att beskriva nersvep, vilket är ett annat sätt att beskriva att man länkar av luftströmmen neråt då den passerar vingen.

    Som en fotnot (skryt, kan man också kalla det... :)) kan jag tillägga att jag på väg hem från en konferens i Annapolis hamnade bredvid en väldigt trevlig kille på min flight hem. Vi började prata, och pratade snart flygplan. En sann nörd kan som bekant styra varje diskussion in på sitt ämne. Han berättade att hans svärfar, d v s fadern till hans fru som satt i nästa stolsrad, hade undervisat på US Naval Academy i Annapolis, där jag hade varit två dagar innan. Jag var naturligtvis tvungen att fråga vad han hette och fick till svar 'Whittle'. När jag hade vevat upp hakan från golvet lyckades jag fråga om det möjligen var Frank Whittles dotter och svärson jag hade äran att dela flight med - och det var det!

    Nå, med den lilla utvikningen avklarad - tillbaka till ämnet.

    Lika lång och distingerad som US Navys historia av att knyta till sig skarpa hjärnor inom aerodynamiken är FAAs historia av att totalt soppa till alltihopa. De har vad jag sett styvnackat skrivit dumheter från dag ett just vad gäller de bitarna. Helikoptrar (som verkligen är så helsnurrigt som det förtjänar) reder de ut, instrumentflygning likaså, faktiskt är de allra flesta av deras handböcker riktigt, riktigt bra... men grundläggande aerodynamik har de styvnackat vägrat ge en någorlunda rättvisande beskrivning av. Jag har inte vågat titta efter på sistone, men jag tolkar tidigare inlägg som att inget blivit bättre på den kanten. Suck.

    Jag vidhåller att alla experter inom ämnet är överens. FAA har bara inte haft vett att låta experterna skriva just den boken.

    Det finns tyvärr många andra organisationer som gör dem sällskap i den klubben, även om det på senare år verkar ha ljusnat lite.

    Bernoullis princip gäller dock (i alla fall i de farter småflyget rör sig, utan någon kompressibilitet att tala om). Cirkulation och Bernoulli går hand i hand, men att försöka förklara lyftkraft utifrån Bernoullis princip tycker jag är som att försöka förklara hur en bil drivs framåt och börja med elasticiteten i däcken. Det är rätt i sak men blir inte bra alls, mycket blir väldigt svårt att förklara på ett vettigt sätt.

    Coandaeffekten går också bra ihop med en korrekt beskrivning, även om jag tycker det är att göra det krångligare för sig än man behöver att börja i den änden. Sked-under-kranen-exemplet är dock riktigt illustrativt, så helt förklastligt är det alls inte.

    Mvh,
    /Fredrik
     
  16. allan.emren

    allan.emren Medlem

    Tack Staffan, Fredde, Mjukis och ni andra som hjälper till att äntligen avliva myten om venturiröret. :)

    Som jag har påpekat tidigare skulle flygplan enligt den modellen inte kunna flyga upp och ner.

    Men värre med modellen är följande:
    För att förstå hur ett venturirör fungerar behöver man kunskaper i fysik som ligger en bra bit över gymnasienivån.

    För att förstå att luft som accelerarar nedåt ger en lyftkraft uppåt räcker med grundläggande gymnasiefysik.

    Så vad man gör är att använda ett fenomen som varken kursboksförfattaren, läraren eller flygeleven förstår, för att förklara något som är väldigt enkelt om man bara har de allra mest elementära kunskaper i fysik.

    MVH/Allan
     
  17. Feffe

    Feffe Ny medlem

    Hej

    Kan inte annat än hålla med dig, Fredde. Det är fascinerande hur flygbranschen i allmänhet (lett av FAA) hävdar att experterna inte är överens i denna fråga, vilket de varit sedan länge. Det är bara det att flyget självt inte "orkat" ställa om.

    En ny lärobok i aerodynamik skulle absolut behövas. Jag har faktiskt funderat på att skriva en....

    Och för er som forfarande undrar hur det går till när lyftkraft skapas kan jag hänvisa (som kanske någon annan gjorde) till "See How it flies". Sök på det i Google så hittar ni rätt. Det är framför allt kapitel 3 som är intressant i denna fråga.

    / Feffe
    http://feffeflygare.blogspot.com
     
  18. Domino

    Domino Ny medlem

    härligt ämne. Inget annat tema skapar mer debatt än varför en vinge verkligen lyfter.

    Allt har väl sagts här, men det finns ju ett gammalt trick för att visa hur undertrycket skapar lyft med ett A4-papper.

    Ta ett A4-papper och håll det med båda händerna i kortsidehörnen, lite uppåt så pappret bildar en båge, likt en vinge. Blås sedan över pappret och se hur det sugs uppåtmot luftströmmen.
     
  19. Fakkah

    Fakkah Ny medlem

    Domino, skall bågen vara uppåt? eller som ett U?

    Fungerade inte riktigt för mig..
     
  20. Domino

    Domino Ny medlem

    Hittade en sida på nätet med nån som gör samma grej.

    http://coe.west.asu.edu/explorer/flight/staffdevl/3.Bernoulli_Effect.html

    Det är ett bra sätt att demonstrera Bernoulli's effekt.
    Jag skall dock inte spekulera i hur stor del av lyftkraften detta utgör på ett flygplan.
     

Dela sidan